高精度砥石自動交換機構の開発－新方式2面拘束形ツールシャンククランプ機構の開発

摘要

近年の製造業における高精度·高付加価値部品に対するニーズは高度化しており，機械加工システムに対して従来以上の高効率化·高精度化，生産ライン変更の迅速化，および省エネルギー化等が強く望まれている．量産品の中でも特にシャフト形状部品は，旋削から熱処理，研削加工へと多工程にわたる場合が多く，これらの工程集約は困難であるとの考えが一般的であった．我々は量産品の生産性向上のために，旋削から熱処理，研削加工までの工程集約を実現する複合加工機とそれを実現するための要素技術を開発した．本報では，要素技術開発として砥石自動交換技術の開発について報告する．粗工程から仕上工程の間で仕上加工用砥石の工具交換が必要である．砥石の場合，従来のマシニングセンタ等で行われている工具交換精度に比べ，高精度な再現性が求められる．従来の2面拘束形ツールシャンククランプ方式（HSKクランプ方式）では，工具交換時に発生する振れの再現性は，ばらつき幅をもち標準偏差±4σで評価すると，±4σ=±0.47μm（ホルダ先端），±4σ=±0.25μm（ホルダ根本）となり，工具交換精度目標値0.3μm（±4σ=±0.1μm）以下を達成しないことが分かった（図1）．そこで本研究開発では，HSKクランプ方式に対し高精度な工具交換精度が達成可能なツールホルダクランプ方式の開発を目的とし，これらを取り入れた高精度砥石自動交換機構を開発した．